DE4037966A1 - Elastisches gleitlager iii - Google Patents
Elastisches gleitlager iiiInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elastisches Gleitlager für
Fahrwerksteile in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Bekannt ist ein solches Lager aus der DE 38 04 886-C2. Es
dient vor allem zur Lagerung der Radlenker und weist eine
Außenbuchse aus Gummimetall auf, deren innere Metallhülse im
unmittelbaren Kontakt mit der Gleitfläche der Innenbuchse
steht, und deren außenliegender Gummikörper (Elastomer) in ein
Lagerauge eines Fahrzeugteiles einsetzbar ist. Der sich
einseitig am axialen Ende der Innenbuchse erstreckende Flansch
vorsprung ist mit der Innenbuchse einstückig geformt. Der
radiale Flanschvorsprung an dem axialen Ende der Außenbuchse
wird durch einen mit der Außenbuchse fest verbundenen Ring
gebildet. Solche Lager sind an sich einseitig ausgebildet und
werden paarweise in einer zueinander spiegelbildlichen
Anordnung eingebaut und mit einem Axialspiel, welches
eigentlich unerwünscht ist, gegeneinander verspannt, um das
Drehmoment niedrig zu halten. Zur Verminderung des an sich
hohen Verschleißes solcher Gleitlager umgreift bei der
bekannten Ausführung die einstückig mit dem Gummikörper
ausgebildete Dichtlippe das Profil der beiden aneinander
liegenden Flanschvorsprünge der Innenbuchse und der Außenbuchse
außenseitig und berührt auf der axial äußeren Seite den
Flanschvorsprung an der Innenbuchse unter Vorspannung. Außerdem
ist zwischen den radial sich ausdehnenden Flanschvorsprüngen an
der Innenbuchse und an der Außenbuchse eine Beschichtung aus
einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften vorgesehen.
Aus der DE 36 13 123-C2 ist ein Gleitlager bekannt, bei dem
sich zwischen einer Innenbuchse und einer Außenbuchse, die von
einem mit ihr verbundenen Elastomerkörper (Gummikörper) und
dieser von einer starren Aufnahmebuchse umgeben ist, eine auf
der Innenbuchse fest angeordnete Kunststoffschicht (PTFE-
Schicht = Polytetraflouräthylen) befindet, die gute Gleiteigen
schaften aufweist. Solche Gleitlager sind in der bekannten
Ausführung zur Aufnahme axialer Belastungen nicht verwendbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein axial vorgespanntes Gleit
lager der eingangs genannten Bauart mit einem geringen Reib
moment und guten Laufeigenschaften mit einer von der radialen
Federcharakteristik unabhängigen axialen Federcharakteristik
mit einem möglichst geringen baulichen Aufwand zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung nach
dem Patentanspruch 1 gelöst.
Bei einem Gleitlager mit diesen Ausbildungsmerkmalen werden die
radialen Belastungen und die axialen Belastungen durch getrenn
te Bauteile ausgefedert. Der die Außenbuchse umgebende Elasto
merkörper nimmt somit nur noch radiale Belastungen auf und kann
in seiner Federcharakteristik optimal auf diese radialen
Belastungen eingestellt werden. Axiale Belastungen werden
demgegenüber von dem zwischen der Außenbuchse und dem dieser
zugeordneten radialen Flanschvorsprung angeordneten Zwischen
glied kompensiert, so daß die axiale Federcharakteristik dieses
Zwischengliedes ebenfalls optimal auf die Axialbewegungen
abgestellt werden kann, um ein geringes Reibmoment zu erzielen.
Entsprechend lassen sich auch die Kennwerte der elastomeren
Werkstoffe für den die radialen Belastungen aufnehmenden
Elastomerkörper und für das Zwischenglied unterschiedlich
wählen und die Geometrien des Elastomerkörpers und des
Zwischengliedes unterschiedlich gestalten. Für das
Zwischenglied wird ein trapezförmiger Querschnitt bevorzugt,
durch den mit zunehmender Axialverschiebung der Innenbuchse
gegenüber der Außenbuchse größer werdende Rückstellkräfte in
dem elastomeren Werkstoff des Zwischengliedes aufgebaut werden.
Dies kann durch einen zur gedachten Kegelspitze hin sich
verringernden Querschnitt und andere entsprechende Profi
lierungen des Zwischengliedes sowie auch unterstützend durch
über den Querschnitt variierende Härtegrade des Zwischengliedes
erreicht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das der Außenbuchse
zugeordnete Zwischenglied als Gummimetallteil ausgeführt, wel
ches an den axialen Enden im Querschnitt winkelförmige Metall
ringe aufweist, von denen einer den der Außenbuchse zuge
ordneten Flanschvorsprung bildet und der andere mit einer den
Elastomerkörper umgebenden, in ein Lagerauge eines Fahrwerk
teils einsetzbaren Aufnahmebuchse fest verbindbar ist. Der als
radialer Flanschvorsprung wirksame Metallring weist an seiner
Gleitfläche, die die Axiallagerfläche bildet und mit der
Gleitfläche am Flanschvorsprung der Innenbuchse zusammenwirkt,
gute Gleiteigenschaften auf, die durch eine Beschichtung mit
PTFE, durch einen eingelegten Gleitring, zum Beispiel aus dem
gleichen Werkstoff, oder durch andere Maßnahmen verbessert
werden können.
Eine besondere Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Anordnung
sieht eine einteilige Lagerausführung vor. Bei dieser sind zwei
in einer spiegelbildlich zu einer gemeinsamen Mittelebene
angeordnete Innenbuchsen, eine gemeinsame Außenbuchse, ein
gemeinsamer Elastomerkörper zur Aufnahme radialer Belastungen
und eine gemeinsame Aufnahmebuchse vorgesehen, deren axiale
Enden je mit einem axial elastischen Zwischenglied verbunden
sind, von denen je eines mit einem von zwei der Außenbuchse
zugeordneten Flanschvorsprüngen verbunden ist, die je mit einem
Flanschvorsprung an einer der beiden Innenbuchsen zusammen
wirken. In herkömmlicher Weise können bei einer solchen
Lagerausbildung die beiden spiegelbildlich zueinander angeord
neten Innenbuchsen durch einen diese durchgreifenden Bolzen im
Fahrzeugteil verankert und in axialer Richtung so gegeneinander
verspannt werden, daß ein spielfreier Einbau bei einem
geringsten Reibmoment möglich ist. Axiale Belastungen in beiden
Richtungen werden dann jeweils von einem der beiden Zwischen
glieder kompensiert, wobei der dabei auftretende Aufbau von
Rückstellkräften in den Zwischengliedern durch die geometrische
Form, durch Materialbeschaffenheit und andere Parameter
bestimmt werden kann.
Die Ansprüche 2 bis 6 und 8 enthalten weitere Merkmale zur vor
teilhaften Ausgestaltung der Erfindung.
Ausführungsbeispiele einer geteilten Lagerausbildung und einer
einteiligen Lagerausbildung mit den Erfindungsmerkmalen sind
auf der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt in einer Achsebene durch eine
zweiteilige Lagerausbildung und
Fig. 2 den gleichen Schnitt in einer Achsebene bei
einer einteiligen Lagerausbildung.
Ein in der Fig. 1 dargestelltes Gleitlager wird in zueinander
spiegelbildlicher Anordnung paarweise in ein Lagerauge oder
einzeln in zwei Lageraugen eines auf der Zeichnung nicht
dargestellten Radlenkers oder dergleichen eingesetzt, um diesen
mittels eines auf der Zeichnung nicht dargestellten Bolzens mit
den ebenfalls nicht dargestellten Längsholmen eines Kraftfahr
zeuges zu verbinden. Die Zeichnungsfigur zeigt lediglich eines
der beiden zusammengehörigen Lager. Das Gleitlager besteht aus
einer starren Innenbuchse 1, einer im wesentlichen ebenfalls
starren Außenbuchse 2, einem diese Außenbuchse 2 umgebenden
Elastomerkörper 3 und einer Aufnahmebuchse 4, in die der mit
der Außenbuchse 2 festhaftend verbundene Elastomerkörper 3
ebenfalls festhaftend eingesetzt ist. Zur Verbesserung der
Gleiteigenschaften befindet sich zwischen der Innenbuchse 1 und
der Außenbuchse 2 eine Gleitschicht aus einem Werkstoff mit
guten Gleiteigenschaften, zum Beispiel eine Gleitbuchse 5 aus
PTFE. An dem nach dem Einbau axial inneren Ende ist der
Elastomerkörper 3 mit einem schürzenartigen Ansatz 6
herausgeführt, dessen Rand sich dichtend um die Innenbuchse 1
herumlegt. An dem nach dem Einbau axial äußeren Ende ist die
Innenbuchse 1 mit einem sich radial erstreckenden
Flanschvorsprung 7 versehen, die in einer Radialebene eine
Axiallagerfläche 8 bildet, welche mit einer Radiallagerfläche 9
zusammenwirkt, die an einem radialen Flanschvorsprung 10
ausgebildet ist, welcher mit der Außenbuchse 2 in Verbindung
steht. Zur Verbesserung der Laufeigenschaften kann zwischen den
Axiallagerflächen 8 und 9 ebenfalls eine Schicht aus einem
Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften vorgesehen, zum Beispiel
eine Scheibe aus einem solchen Werkstoff eingelegt sein. Der
dem äußeren Lagerteil, das heißt der Außenbuchse 2, zugeordnete
Flanschvorsprung 10 weist eine Radiallagerfläche 15 auf, die
mit einer Radiallagerfläche 16 der Innenbuchse 1 zusammenwirkt,
und ist über ein Zwischenglied 11 aus elastomerem Werkstoff mit
der Aufnahmebuchse 4 und somit über den Elastomerkörper 3 auch
mit der Außenbuchse 2 verbunden. Das Ausführungsbeispiel zeigt
eine Ausbildung des Zwischengliedes 11 als Gummimetallteil,
dessen axiale Enden durch im Querschnitt winkelförmige
Metallringe gebildet werden, von denen der nach dem Einbau
axial außenliegende Metallring den radialen Flanschvorsprung 10
bildet, der der Außenbuchse 2 zugeordnet ist, und der nach dem
Einbau axial innenliegende Metallring 12 eine Verbindung mit
der Aufnahmebuchse 4 aufweist. Das Zwischenglied 11 aus
elastomerem Werkstoff ist bei dem Ausführungsbeispiel in
Schnitten durch die Achsebene trapezförmig ausgebildet, wobei
sich der Querschnitt in Achsrichtung von innen nach außen
verringert. Dadurch kann bei geeigneter Ausbildung erreicht
werden, daß geringe Axialverschiebungen der Innenbuchse 1
gegenüber der Außenbuchse 2 dem Drehmoment angepaßte Rück
stellkräfte in dem Zwischenglied 11 aufbauen, so daß das
Reibmoment des Lagers dadurch noch nicht spürbar vergrößert
wird. Größer werdende Axialverschiebungen über den Freiweg S
hinaus bedingen eine Vergrößerung des Freiweges auf der
spiegelbildlichen Seite. Bei Reduzierung des Freiweges S auf
nahezu Null ist die axiale Vorspannung bei dem der Belastung
gegenüberliegenden Teil nahezu abgebaut. Eine weitere
Freiwegreduzierung ist nicht möglich, somit auch kein weiterer
Vorspannungsabbau, so daß zwischen 10 und 7 und 8 und 9 kein
Spiel auftreten kann. Zum Zwecke der Verbesserung der
Lagerabdichtung ist der elastomere Werkstoff des Zwischen
gliedes 11 mit einem die Axiallagerflächen 8 und 9 außenseitig
umgreifenden Tragrand 13 einstückig ausgebildet, dessen lippen
artiger Rand 14 axial außen an dem Flanschvorsprung 7 an der
Innenbuchse 1 und nach dem Einbau auch an einem das Lager
aufnehmenden Fahrzeugteil dichtend anliegt.
Das Ausführungsbeispiel in der Fig. 2 zeigt die Anwendung der
beschriebenen Ausbildungsmerkmale bei einer einteiligen Lager
ausführung. Bei dieser Anordnung sind in einem Lager zwei
Innenbuchsen 1 in spiegelbildlicher Lage gegenüber einer
radialen Mittelebene angeordnet und durch einen auf der
Zeichnung nicht dargestellten, die Innenbuchsen 1 durch
greifenden Bolzen mit einem Fahrzeugteil verbindbar und gegen
einander verspannbar. Die radialen Flanschvorsprünge 7 der
beiden Innenbuchsen 1 befinden sich somit an den axial äußeren
Enden des Lagers. Ihre Axiallagerflächen 8 wirken je mit einer
Axiallagerfläche 9 an einem Flanschvorsprung 10 zusammen, die
beide einer gemeinsamen Außenbuchse 2 zugeordnet sind. In diese
gemeinsame Außenbuchse 2 greifen die beiden Innenbuchsen 1 mit
ihren axial inneren und gegeneinander gerichteten Enden
teilweise ein. Eine Gleitbuchse 5 verbessert auch hier die
Laufeigenschaften des Lagers. Außen ist die gemeinsame
Außenbuchse 2 von einem Elastomerkörper 3 umgeben, der auf der
Außenbuchse 2 festhaftend angeordnet ist und in eine ebenfalls
gemeinsame Aufnahmebuchse 4 festhaftend eingreift. Mit den
axialen Enden dieser gemeinsamen Aufnahmebuchse 4 sind die im
Querschnitt winkelförmigen Metallringe 12 verbunden, welche
Bestandteil des als Gummimetallteil ausgebildeten Zwischenglie
des 11 sind, wie es zu der Fig. 1 erläutert wurde. Auch bei
dieser Anordnung ist ein die Axiallagerflächen 8 und 9
außenseitig umgreifender Kragenrand 13 mit einem lippenartigen
Rand 14 zur Abdichtung zwischen dem Lager und dem angrenzenden
Fahrwerksteil dargestellt.
Die Radiallagerflächen 15 und 16 beider Ausführungsbeispiele
können ebenfalls eine Gleitbuchse zwischen sich einschließen
oder mit einem gute Gleiteigenschaften aufweisenden Werkstoff
beschichtet sein.
Bezugszeichenliste:
1 Innenbuchse
2 Außenbuchse
3 Elastomerkörper
4 Aufnahmebuchse
5 Gleitbuchse
6 Schürzenansatz
7 Flanschvorsprung
8 Axiallagerfläche
9 Axiallagerfläche
10 Flanschvorsprung
11 Zwischenglied
12 Metallring
13 Kragenrand
14 Dichtlippe
15 Radiallagerfläche
16 Radiallagerfläche
S Freiweg
2 Außenbuchse
3 Elastomerkörper
4 Aufnahmebuchse
5 Gleitbuchse
6 Schürzenansatz
7 Flanschvorsprung
8 Axiallagerfläche
9 Axiallagerfläche
10 Flanschvorsprung
11 Zwischenglied
12 Metallring
13 Kragenrand
14 Dichtlippe
15 Radiallagerfläche
16 Radiallagerfläche
S Freiweg
Claims (9)
1. Elastisches Gleitlager für Fahrwerksteile in Kraftfahr
zeugen, bei dem eine starre Innenbuchse drehbar in einer
Außenbuchse und diese in einem darauf festhaftenden
Elastomerkörper angeordnet ist und beide Buchsen an wenigstens
einem axial äußeren Ende Axiallagerflächen an je einem radial
gerichteten Flanschvorsprung aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß der der Außenbuchse (2) zugeordnete Flanschvorsprung (10)
gegenüber dieser Außenbuchse (2) unter elastischer Verformung
eines elastomeren Zwischengliedes (11) axial beweglich ange
ordnet ist.
2. Elastisches Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Außenbuchse (2) und der dieser zugeordnete radiale
Flanschvorsprung (10) durch ein an beiden festhaftendes
Zwischenglied (11) aus elastomerem Werkstoff miteinander
verbunden sind.
3. Elastisches Gleitlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Zwischenglied (11) in einem durch eine Achsebene
gelegten Schnitt trapezförmig ausgebildet ist.
4. Elastisches Gleitlager nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das trapezförmige und aus elastomerem Werk
stoff bestehende Zwischenglied (11) und der die Außenbuchse (2)
umgebende Elastomerkörper (3) festhaftend an einer diesen
umgebenden, in ein Lagerauge eines Fahrzeugteiles einsetzbare
Aufnahmebuchse (4) angeordnet und dadurch miteinander verbunden
sind.
5. Elastisches Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß an dem Zwischenglied (11) aus elastomerem Werkstoff
ein die Axiallagerflächen (8, 9) außenseitig umgreifender
Kragenrand (13) ausgebildet ist, dessen lippenartiger Rand (14)
axial außen an dem Flanschvorsprung (7) an der Innenbuchse (1)
und an einem das Lager nach dem Einbau aufnehmenden Fahr
zeugteil dichtend anliegt.
6. Elastisches Gleitlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Zwischenglied (11) in Achsrichtung einen Quer
schnitt aufweist, durch den bei zunehmender Axialverschiebung
der Innenbuchse (1) gegenüber der Außenbuchse (2) größer
werdende Rückstellkräfte in dem elastomeren Werkstoff des
Zwischengliedes (11) aufgebaut werden.
7. Elastisches Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß zwei in einer spiegelbildlich zu einer gemeinsamen
Mittelebene angeordnete Innenbuchsen (1) eine gemeinsame
Außenbuchse (2), einen gemeinsamen Elastomerkörper (3) und eine
gemeinsame Aufnahmebuchse (4) aufweisen, deren axiale Enden je
mit einem axial elastischen Zwischenglied (11) verbunden sind,
welches mit je einem von zwei der Außenbuchse (2) zugeordneten
Flanschvorsprüngen (10) verbunden ist, die je mit einem
Flanschvorsprung (7) an einer der beiden Innenbuchsen (1)
zusammenwirken.
8. Elastisches Gleitlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß auch die beiden Zwischenglieder (11) in einer spiegel
bildlichen Lage zueinander gegenüber der gemeinsamen Mittel
ebene angeordnet sind.
9. Elastisches Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Zwischenglied (11) als Gummimetallteil mit im
Querschnitt winkelförmigen Metallringen (10, 12) an den axialen
Enden ausgeführt ist, von denen einer den Flanschvorsprung (10)
der Außenbuchse (2) formt und der andere (12) mit einer den
Elastomerkörper (3) umgebenden Aufnahmebuchse (4) verbunden
ist.
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